TECNOLOGIA SCAP SELECIONADA

As tecnologias estudadas e evidenciadas necessitam estar de acordo com o objetivo proposto, utilizando a área e o espaço físico disponível de forma adequada. Para isto, teve-se o acesso à planta baixa do projeto arquitetônico da COHAB/SC (ANEXO A - PLANTA BAIXA COHAB/SC) com as dimensões necessárias para a relação com os tipos e tamanhos das tecnologias. De acordo com a edificação da COHAB/SC (Figura 16), apresenta-se o fluxo e as tecnologias selecionadas (Tabela 18), que, de maneira geral, atendem a configuração do espaço físico disponível quanto à proposição das simulações apresentadas.

Para maiores informações, apresenta-se uma matriz (APÊNDICE A) destacando as características e descrições básicas, bem como o custo de investimento de cada tecnologia, o total do investimento e o número de componentes quanto ao SCAP selecionado para as simulações.

A partir da definição tecnológica, as avaliações finais dos estudos e simulações possibilitam propor variações conforme cada caso envolvendo demandas e número de pessoas por habitação, entre outros.

Figura 16: Esquematização e elementos do SCAP selecionado para as aplicações e simulações (APÊNDICE A)

Fonte: adaptado de Oliveira et al.. (2007); Lamberts et al.. (2010); Fewkes, (2012); e COHAB/SC, 2012.

Apresenta-se a proposição quanto à concepção do SCAP, evidenciando os sistemas e componentes envolvidos, os quais foram abordados na seção 2.2 deste trabalho (Tabela 18).

Tabela 18: Esquematização e elementos básicos do SCAP selecionado

No Imagem Descrição

Área de superfície de captação (Uma água = 35 m2). Representa um dos caimentos da edificação.

Telhas cerâmicas.

Calhas Aquapluv Tigre beiral (3 metros unidade) • Componentes: cabeceiras; suportes de calha

(sustentação); bocal “T”; grelha do bocal “T”; emenda de calha; cano vertical de descida e de subida; “T”; luva de redução; curva longa 900; joelho 900;

Produzido in loco com material hidráulico (canos, redutores, luvas, etc.)

Produzido in loco com material hidráulico (cano, redução, luva, etc.)

Caixa d’água armazenamento inferior (800 litros); Caixa d’água armazenamento superior (500 litros)

• Componentes: freio d’água; sifão extravasor; suprimento e alimentação; válvula de boia de nível.

Imagem não disponível Cloração em pastilhas (1 pastilha semanalmente)

Bomba Manual (puxa-empurra)

Imagem não disponível Distribuição: descarga em bacia sanitária e torneira _{ambiente externa}

Fonte do autor 11 22 3 44 55 66 77 88 333

Visando maior compreensão quanto à Figura 16 e à Tabela 18, descreve-se a seguir, o fluxo do recurso e as tecnologias envolvidas.

O aproveitamento da água de chuva inicia através da superfície de captação através de um dos caimentos do telhado, classificado como uma água, caracterizado pela área de 35 m2 e coberto por telhas cerâmicas (1). Utilizando a gravidade, a água é direcionada ao beiral do telhado e faz interface às calhas de coleta (2) e componentes, que utiliza os 8,70 metros de beiral, e apresenta um ponto de vazão direcionada ao bocal “T”. Este possibilita o componente modular de grelha para o gradeamento de sujeiras maiores e direciona a água para o cano vertical de descida até o sistema de descarte (3). Após o descarte das primeiras águas de chuva, outro sistema de gradeamento (4) elimina partículas

menores e direciona a água para o armazenamento (5). Para a

desinfecção da água armazenada, a cloração (6) é indicada conforme um cronograma previamente estabelecido (ações do usuário). O

bombeamento manual (7) é proposto como a alternativa mais

sustentável e indicada para maximizar a educação ambiental, entretanto requer ações efetivas do usuário. Este bombeamento é direcionado ao armazenamento superior responsável pela distribuição ao ponto de utilização definido (8), e neste caso, para o uso em bacia sanitária e torneira externa, que representa cerca de 30% do consumo de água.

A Figura 17 mostra indicadores e aspectos relacionados a fatores impactantes quanto à concepção SCAP selecionada (SCAP A – APÊNDICE A) e as outras duas concepções SCAP consideradas (SCAP B e C – APÊNDICES B e C). São considerados os indicadores quanto às ações do usuário, educação ambiental, demanda de água, uso da eletricidade, bombeamento, economia de água, investimento e economia financeira, relacionados com o triple bottom line da sustentabilidade segundo Elkington (2012). O autor evidência que o triple bottom line ou “tripé da sustentabilidade” corresponde a resultados medidos em termos sociais (justiça social), ambientais (qualidade ambiental) e econômicos (prosperidade econômica).

Estes indicadores possibilitam evidenciar características dos SCAP envolvidos, trazendo ações potenciais com vistas ao desenvolvimento sustentável do recurso hídrico, além de proporcionar insights a estudos futuros.

Para avaliação quanto às abordagens aos indicadores da Figura 17, classificam-se, através da escala definida e descrita como segue: cada um dos vértices mostra em sua linha correspondente os valores entre 0 e 5, onde o valor 0 é igual a “não se aplica” (baixo), e o valor 5 resulta em “considerada aplicação” (alto). A partir desta escala definida,

pode-se direcionar a concepção SCAP e suas características em relação às avaliações e análise aos aspectos característicos da unidade residencial.

Figura 17: Concepções SCAP conforme os APÊNDICES A, B e C

Fonte do autor

Apesar do SCAP A (APÊNDICE A) ser o sistema selecionado para os estudos e simulações, é importante apresentar e destacar as características entre as concepções e configurações dos SCAPs evidenciadas (APÊNDICES A, B e C), abordando diferenciais relevantes para a escolha do sistema mais adequado e alinhado às características de uma determinada unidade familiar residencial.

4.2 RESULTADOS

Os resultados quantitativos referentes às seis aplicações e simulações são apresentados na Tabela 19.

Os seis casos aplicam-se à mesma região e compreendem a mesma série cronológica quanto ao índice pluviométrico disponibilizado pelo INMET – Instituto Nacional de Meteorologia.

Os estudos utilizam a mesma área de captação da habitação da COHAB/SC, representando um dos dois caimentos do telhado, classificado como uma água, caracterizado pela área de 35 m2. A

demanda diária por pessoa é estabelecida em 200 litros para todos os casos, bem como o custo do investimento do SCAP de R$ 2.382,00.

A partir destas informações, os resultados quanto às demandas e economia (m3), percentual de economia (%), economia financeira (R$), viabilidade econômica e período de retorno do investimento, apresentam variações relevantes.

Com a variação no número de habitantes, apresentam-se as demandas para cada caso (Figura 18), resultando em consumos diários entre 200 e 1.200 litros por habitação. Destaca-se a demanda anual entre 73,2 m3 e 439,2 m3, a redução desta mesma demanda com o uso de um SCAP entre 51,2 m3 e 385,9 m3. Com o uso do SCAP é possível uma economia de água potável anual nas seis simulações, apresentando valores entre 22 m3 e 53,3 m3. Com o uso de um SCAP é possível reduzir a demanda de água potável, apresentando uma economia entre 22.000 e 53.300 litros por ano.

Figura 18: Demandas e economia de água (m3)

Fonte do autor Legenda:

1 Demanda de água por ano (m3)

2 Demanda de água por ano com SCAP (m3) 3 Economia de água por ano (m3)

A Figura 19 apresenta o percentual de economia de água potável, utilizando o volume mensal de água de chuva possível de captação (VR) em relação à demanda de água para cada habitação. Resulta em uma variação considerando o aproveitamento de toda água captada em relação à demanda total, bem como o percentual em relação à demanda não potável, que é de 30%.

1 habitante 2 habitantes 3 habitantes 4 habitantes 5 habitantes 6 habitantes 1 73,2 146,4 219,6 292,8 366 439,2 2 51,2 105 168,9 239,7 312,7 385,9 3 22 41,4 50,6 53,1 53,3 53,3 0 100 200 300 400 500 m 3

2 INMET INMET INMET INMET INMET INMET 3 35 35 35 35 35 35 4 1 2 3 4 5 6 5 2.382,00 2.382,00 2.382,00 2.382,00 2.382,00 2.382,00 habitante 200 200 200 200 200 200 habitação Σ 200 400 600 800 1000 1200 m3/ano Σ 73,2 146,4 219,6 292,8 366 439,2 m3/mês 6,1 12,2 18,3 24,4 30,5 36,6 m3/ano Σ 51,24 105,03 168,94 245,16 312,73 385,93 m3/mês 4,27 8,75 14,07 20,43 26,06 32,16 litros/ano 21.960 41.370 50.660 53.100 53.270 53.270 m3/ano Σ 21,96 41,37 50,66 53,1 53,27 53,27 m3/mês 1,83 3,44 4,22 4,42 4,43 4,43 PPWS 72,68 36,34 24,22 18,16 14,56 12,1 Não potável 30 28,25 23,05 18,11 14,56 12,1 R$ / ano Σ - 33,81 73,50 78,04 86,73 83,79 R$ / mês - 2,81 6,12 6,50 7,22 6,98 tarifa BR/ano Σ - - - - - - tarifa BR/mês - - - - - - R$ / ano Σ - 118,00 256,63 272,51 302,67 292,41 R$ / mês - 9,83 21,38 22,71 25,22 24,36 tarifa BR/ano Σ 216,12 209,00 411,20 607,83 830,60 1.012,33 tarifa BR/mês 18,01 17,42 34,26 50,65 69,21 84,36 Social "A" - - - -

Residencial "B" - - 14 anos 11 14 anos 11 anos e 7 11 anos e 3

Tarifa BR "A" - - - -

Tarifa BR "B" 20 anos e 11 20 anos e 9 7 anos e 7 3 anos e 7 2 anos e 9 1 ano e 6

Economia financeira (R$) Social "A" Residencial "B" Período de retorno do investimento (anos) Percentual de economia de água potável (%) Habitantes

Tecnologias SCAP (R$) - Investimento

Fonte do autor 6 7 8 9 Demanda de água (m3)

Litros por dia

Demanda Demanda com SCAP Economia de água (m3) 10 Área de captação (m2) Índice pluviométrico x x x x x x x

Figura 19: Percentual de economia de água potável

Fonte do autor Legenda:

4 Percentual de economia de água potável

5 Percentual de economia de água potável (% não potável)

A Figura 19 apresenta um percentual entre 12,1% e 72,68%. O percentual definido para fins não potáveis é de 30% em relação à demanda e apresenta resultados variando entre 12,1% e 30%.

Percebe-se na Figura 19 que, as habitações que ficam abaixo dos 30% possibilitam direcionar esforços a fim de maximizar a captação e o aproveitamento da água de chuva, seja através do aumento da área de captação, tecnologias envolvidas e o consequentemente aumento do investimento no SCAP.

Para avaliações quanto à economia financeira anual (Figura 20), aplicam-se as tradicionais tarifas utilizadas pela CASAN, “social A” e “residencial B”, e que, através da economia de água, possibilitam reduzir a fatura mensal. A categoria “social A” é a que apresenta menor potencial quanto à economia financeira, pelo motivo da aplicação do custo do metro cúbico ser inferior ao custo de produção da CASAN, o que toma boa parte do volume e do custo subsidiado pelo governo. O primeiro caso, no que se refere a um habitante, não resulta em valores que possibilite economia financeira, e somente a partir de dois habitantes, se evidencia uma economia financeira anual entre R$ 33,81 e R$ 86,73. A categoria “residencial B”, igualmente à anterior, só apresenta economia financeira a partir de dois habitantes, resultando em uma variação entre R$ 118 e R$ 292,41 anuais.

Os casos que não possibilitam economia financeira, nos quais contemplam 1 habitante nas duas categorias (Social A e Residencial B), a demanda sem o uso do SCAP fica em torno de 6,1 m³ por mês. Com o

1 habitante 2 habitantes 3 habitantes 4 habitantes 5 habitantes 6 habitantes 4 72,68 36,34 24,22 18,16 14,56 12,1 5 30 28,25 23,05 18,11 14,56 12,1 0 30 60 90 %

uso do SCAP a demanda reduz para 4,27. Isto se deve ao fato da tarifa ter valor fixo entre o volume de consumo de 0 e 10 m³ mensais. Portanto, toda demanda mensal de uma residência, abaixo de 10 m³, não possibilita economia financeira, somente economia de água.

Considerando cenários atuais quanto à aplicação da tarifa, a pesquisa evidencia a possibilidade de economia financeira a partir de dois habitantes, com considerada diferença entre as categorias e conforme a Figura 20.

Figura 20: Economia financeira (R$)

Fonte do autor Legenda:

6 Economia financeira por ano (Social A) 7 Economia financeira por ano (Residencial B)

8 Economia financeira por ano (Social A) - tarifa custo m3 9 Economia financeira por ano (Residencial B) - tarifa custo m3

Visando maior abrangência e analisando os valores quanto à economia financeira, torna-se relevante a intervenção governamental através de alternativas inovadoras de gestão. A proposição e aplicação de uma tarifa alternativa (tarifa BR) quanto ao custo do metro cúbico (m3), a pesquisa mostra economia mais significativa, entretanto, somente para a categoria “Residencial B” e com variações entre R$ 209,00 e R$ 1.012,30 (Figura 20), demonstrando maiores possibilidades quanto à viabilidade e efetividade de um SCAPHIS.

O Período de Retorno do Investimento (PRI) (Figura 21) está relacionado e resulta da economia financeira através da economia de água, em relação ao investimento no SCAP, evidenciado através do método VPL (Valor Presente Líquido). O PRI proposto para a categoria

1 habitante 2 habitantes 3 habitantes 4 habitantes 5 habitantes 6 habitantes 6 0 33,81 73,05 78,07 86,73 83,79 7 0 118 256,63 272,48 302,67 292,41 8 0 0 0 0 0 0 9 216,12 209 411,2 607,8 830,6 1.012,30 0 200 400 600 800 1000 1200 R$ reais Economia financeira

“Social A” não é considerado em função do elevado período de retorno (acima de 70 anos), tornando-se inviável. Igualmente, torna-se inviável a aplicação da “tarifa BR” para esta categoria, pelo elevado período de retorno do investimento. Percebe-se a necessidade de apoio governamental com vistas à educação ambiental, a captação e o aproveitamento direcionado a pequenos volumes.

Figura 21: Viabilidade econômica e período de retorno do investimento (PRI)

Fonte do autor

Legenda (14,11 = 14 anos e 11 meses):

10 PRI - Período de retorno do investimento (Social A) 11 PRI - Período de retorno do investimento (Residencial B) 12 PRI - Tarifa diferenciada – custo do m3 (Social A)

13 PRI - Tarifa diferenciada – custo do m3 (Residencial B)

A Figura 21 apresenta valores como por exemplo 11,3, que significa que o período de retorno do investimento é de 11 anos e 3 meses. Com esta lógica, apresentam-se os resultados para todos os casos que contenham vírgula.

Considerando as tarifas e faturas da CASAN, a categoria “Residencial B” apresenta um período de retorno do investimento entre 11 anos e 3 meses e 14 anos e 11 meses, considerado acima do tempo de vida estipulado para o SCAP e inviável. A aplicação da “tarifa BR” (custo do m3) é a única que apresenta viabilidades, com período de retorno do investimento entre 1 ano e 6 meses e 7 anos e 7 meses, a partir de 3 habitantes por habitação (Figura 21). Para os casos de 1 e 2 habitantes o cenário se torna inviável economicamente e em relação ao tempo do retorno do investimento.

Os períodos de retorno de investimento evidenciados na Figura 21 mostram características financeiras, entretanto, o retorno e benefício

1 habitante 2 habitantes 3 habitantes 4 habitantes 5 habitantes 6 habitantes 10 11 14,11 14 11,7 11,3 12 13 20,11 21,9 7,7 3,7 2,9 1,6 0 5 10 15 20 25 Anos

perceptíveis quanto à economia do recurso hídrico têm início nos primeiros dias de chuva, e após a implementação do SCAP.

Além de abordar a realidade em relação ao consumo e às tarifas, estudou-se brevemente a possibilidade de aplicação de uma tarifa diferenciada em relação ao metro cúbico consumido (tarifa BR - custo do m3) para consumidores que estejam dispostos ao uso de um SCAP. Utiliza-se esta abordagem visando maiores possibilidades e viabilidades para a efetividade de um SCAP, bem como para destacar alternativas quanto à governança da água e dos recursos hídricos. É importante ressaltar que com a possibilidade de um subsídio e apoio financeiro quanto ao SCAP, os períodos de retorno do investimento se reduzem significativamente às apresentadas na Figura 21 e são relativas à porcentagem subsidiada.

Nas avaliações estudadas, os casos que evidenciam maiores potencialidades quanto à viabilidade, compreendem as habitações compostas por três, quatro, cinco e seis habitantes, e as que apresentam maiores demandas de água, na categoria classificada como “Residencial B” da Tarifa BR. Os resultados mostram que o foco principal de estudos SCAPHIS deve direcionar a esta categoria, bem como da necessidade de uma gestão diferenciada. Diante da evolução e efetividade deste sistema, estudos complementares visando à simplificação do SCAP, tomam diretrizes e importância quanto à categoria “Social A”.

Para o caso que resulta em demanda de água <10 m3 (1 habitante), é possível e se faz necessário a redução e otimização do sistema, direcionado à concepção SCAP mais simples, utilizando a gravidade e o armazenamento externo (APÊNDICE B), bem como a possibilidade de redução da área de superfície/captação (Figura 22).

Figura 22: Concepção SCAP referente ao APÊNDICE B

Para estes casos, o fator determinante é a redução de componentes estruturais, sistemas e subsistemas, reduzindo o número de tecnologias SCAP envolvidas. O uso do fluxo por gravidade para a distribuição e abastecimento de água e o ajuste do tanque de armazenamento abaixo do telhado visam às melhorias ambientais de um SCAP, o que possibilita maior eficiência se considerado desde a concepção projetual das habitações.

Quando o uso da gravidade não é utilizado em sua totalidade, o sistema de bombeamento é uma das tecnologias mais impactantes nas variações dos resultados. O bombeamento _{manual (APÊNDICE A) é} proposto como a alternativa visando atender o percentual definido de água não potável, e possibilita maximizar a educação ambiental e o desenvolvimento sustentável, consideradas pelas ações do usuário e contato efetivo quanto ao fluxo e funcionamento do sistema como um todo. Um aspecto relevante ainda a ser estudado de forma detalhada é quanto à ação de bombeamento manual em relação à alimentação de água potável no tanque superior de armazenamento, também conforme prioridades e intercalação entre estas ações.

O bombeamento _{elétrico (APÊNDICE C – Figura 23), com o uso} de eletricidade, requer um acréscimo financeiro mensal, o que torna o custo do SCAP maior e aparentemente diminui a viabilidade econômica, entretanto não compromete a eficiência quanto à captação e o aproveitamento da água de chuva visando atender o percentual definido de água não potável.

Figura 23: Concepção SCAP referente ao APÊNDICE C

Fonte do autor

Estes aspectos impactam na viabilidade, na classificação e na hierarquia sustentável do sistema como um todo.

Os resultados qualitativos, bem como quantitativos (Tabela 19), apresentam simulações e estudos em uma das concepções SCAP (APÊNDICE A), adequada quanto ao espaço físico disponível e às tecnologias disponíveis no mercado, possibilitando variações pontuais conforme as características de cada caso e uso específico (bombeamento manual ou elétrico). Igualmente para este caso, o apoio governamental é necessário, seja através do subsídio para a implantação destas tecnologias, bem como para a gestão e governança quanto as alternativas nas tarifas aplicadas quanto aos recursos hídricos e serviços de apoio, visando atender as necessidades desta unidade habitacional.

Quanto aos casos que apresentam maior consumo de água, como nas habitações que compõem cinco e seis habitantes, podem-se utilizar as características técnicas do SCAP evidenciado no APÊNDICE A, entretanto, é indicada a ampliação do sistema, utilizando a área de captação através das duas águas de caimentos do telhado. Estas variações buscam atender maiores demandas de água, conforme as características das famílias que compõem estas unidades habitacionais.

As aplicações e simulações apresentadas mostram características em relação à realidade dos recursos hídricos na cidade de Florianópolis, com relativa equidade quanto à aplicação em outras regiões do Estado de Santa Catarina, seja pela região e índice pluviométrico, demandas de água, empresa fornecedora de água e tarifas, tecnologias, entre outros.

O modelo SCAPHIS proposto estabelece parâmetros, orientações, e consegue evidenciar informações relevantes para análise e avaliação na implementação de um sistema de captação de água pluvial – SCAP, conforme características de determinadas unidades habitacionais, equivalente às apresentadas nos estudos e simulações.

Estas variáveis buscam uma abordagem sistêmica e dinâmica entre as especificações do modelo SCAPHIS, bem como características quanto à sustentabilidade do recurso, aspectos de mercado e sociais, tecnologias e organizações envolvidas.

5 CONCLUSÕES

Inicialmente, neste último capítulo estão descritas as conclusões do trabalho desenvolvido. Complementam-se com evidências quanto as recomendações para o desenvolvimento de futuros trabalhos nesta linha de pesquisa.

A integração dos recursos hídricos de forma sistêmica é prioridade e foi busca incessante quanto ao modelo de avaliação proposto – SCAPHIS. Este é apresentado através de nove etapas (Figura 14 – página 50). Um dos fatores que envolvem a confiabilidade dos resultados do modelo SCAPHIS, é fazer com que todas as especificações descritas no modelo tenham as informações necessárias através de fácil e rápido acesso. Em contrapartida, caso as especificações não estejam disponíveis ou configuradas de forma adequada, percebe-se que o diagnóstico resultante para tomada de decisão não consiga evidenciar respostas ágeis e confiáveis.

Para tal a pesquisa mostra a necessidade da inserção da tecnologia da informação, visando unir e disponibilizar as informações de cada especificação evidenciada no modelo SCAPHIS, diagnosticando potencialidades imediatas e em tempo real. Da mesma maneira, são consideradas iniciativas e propostas inovadoras os aplicativos quanto a informações e monitoramento do consumo de água em uma unidade habitacional uma vez que visam o desenvolvimento sustentável, através de uma gestão transparente para o usuário. Destacam-se também as possibilidades dinâmicas na formulação e organização das especificações do modelo SCAPHIS conforme critérios e ações do usuário. Estes aspectos possibilitam transcender ações direcionadas exclusivamente à COHAB/SC, buscando maior abrangência quanto à usabilidade do SCAP, bem como maximizando apoio efetivo à sociedade quanto a sistemas de captação de água pluvial e aos recursos hídricos.

Quanto ao resultado da pesquisa, conclui-se que as habitações a partir de três habitantes ou que apresentam maior consumo de água, possibilitam maximizar a captação e o aproveitamento da água de chuva, através da ampliação do SCAP, com o aumento da área de captação, visando atender o percentual de demanda não potável.

Nos resultados das avaliações estudadas, os casos com maiores viabilidades, compreendem as habitações compostas por três, quatro, cinco e seis habitantes, na categoria classificada como “Residencial B” da Tarifa BR. Os resultados mostram que o foco principal de estudos SCAPHIS direcionam a esta categoria, apresentando maiores

possibilidades e viabilidades para a efetividade de um SCAP, reforçando assim a necessidade de uma gestão diferenciada quanto à governança da água e dos recursos hídricos para práticas SCAP.

Alternativas inovadoras quanto à gestão, como por exemplo, a proposição da Tarifa BR, possibilitam maior abrangência quanto à viabilidade e economia financeira, justificando a intervenção governamental.

Para resultados que apresentam baixa demanda de água, faz-se necessário a redução do SCAP, bem como a possibilidade das reduções da área de superfície de captação e das tecnologias SCAP envolvidas.

O modelo SCAPHIS, o qual possibilitou apresentar resultados quantitativos, evidencia a existência de três vertentes qualitativas, sinérgicas, complementares e fundamentais para a viabilidade e efetividade de sistemas de captação de água pluvial.

A primeira é quanto à gestão governamental (compromisso institucional), a segunda direciona-se à sociedade e ao usuário (receptividade de mercado) e a terceira converge às tecnologias envolvidas (relevância tecnológica). Estas possibilitam estudos e evidências significativas, que podem potencializar a educação social e ambiental bem como o desenvolvimento sustentável dos recursos hídricos.

Percebe-se que tanto o incentivo quanto às dificuldades centralizam-se no governo, como no caso do decreto no 099, de 1o de março de 2007, o qual obriga todas as construções novas e reformas de prédios públicos financiadas ou incentivadas pelo Governo do Estado de Santa Catarina, prever e implementar sistema para captação ou retenção de águas pluviais. Medidas equivalentes para o setor residencial e industrial deveriam acompanhar estas práticas, unidas a uma gestão flexível visando o desenvolvimento sustentável entre governo, empresa